Организация ЭВМ и систем


Однопроцессорные архитектуры ЭВМ - часть 4


Отсюда и название этих суперкоманд и соответствующей им архитектуры - VLIW (Very Large Instruction Word - очень широкое командное слово). По идее, затраты на формирование суперкоманд должны окупаться скоростью их выполнения и простотой аппаратуры процессора, с которого снята вся «интеллектуальная» работа по поиску параллелизма несвязанных операций. Однако практическое внедрение VLIW-архитектуры затрудняется значительными проблемами эф­фективной компиляции.

Архитектуры класса SISD охватывают те уровни программного парал­лелизма, которые связаны с одинарным потоком данных. Они реализуются многофункциональной обработкой и конвейером команд.

Параллелизм циклов и итераций тесно связан с понятием множественно­сти потоков данных и реализуется векторной обработкой. В классификации компьютерных архитектур М. Флина выделена специальная группа однопро­цессорных систем с параллельной обработкой потоков данных - SIMD (Single Instruction Multiple Date, один поток команд - множество потоков данных).

Возможны два способа построения компьютеров этого класса. Это мат­ричная структура и векторно-конвейерная обработка. Суть матричной струк­туры заключается в том, что имеется множество процессорных элементов, исполняющих одну и ту же команду над различными элементами вектора, объединенных коммутатором. Основная проблема заключается в программи­ровании обмена данными между процессорными элементами через коммута­тор.

В отличие от матричной, векторно-конвейерная структура компьютера содержит конвейер операций, на котором обрабатываются параллельно эле­менты векторов и полученные результаты последовательно записываются в единую память. При этом отпадает необходимость в коммутаторе процессор­ных элементов, служащем камнем преткновения в матричных компьютерах.

Примером векторных супер-ЭВМ с матричной структурой является зна­менитая в свое время система ILLIAC-IV.

Векторно-конвейерную структуру имеют однопроцессорные супер-ЭВМ серии VP фирмы Fujitsu; серии S компании Hitachi; C90, М90, Т90 фирмы Cray Research; Cray-3, Cray-4 фирмы Cray Computer и т.д.


- Начало -  - Назад -  - Вперед -